病原生物学与免疫学-绪论课件

绪论绪论病原生物学（pathogenicbiology）是研究病原微生物的生物学特性、致病性、免疫性及与机体和周围环境相互作用关系的一门学科。病原微生物是指在自然界能够给人类和动植物造成危害的微小生物。第一节病原生物学概述第一节病原生物学概述医学微生物学（medicalmicrobiology）主要通过研究病原微生物的生物学特性、致病性、免疫性、微生物学诊断和防治措施，以控制和消灭感染性疾病和与之有关的免疫损伤等疾病，达到保障和提高人类健康水平的目的。第一节病原生物学概述一、医学微生物学微生物（microorganism）是存在于自然界的一群个体微小、结构简单、肉眼看不见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大后才能看到的微小生物。微生物的种类繁多，根据其结构、组成的不同，可分为三大类。第一节病原生物学概述（一）微生物的概念与分类非细胞型微生物的体积最小，能通过滤菌器，无典型的细胞结构及完整的酶系统，只能在活的宿主细胞内增殖，如病毒。1．非细胞型微生物第一节病原生物学概述（一）微生物的概念与分类原核细胞型微生物仅有原始核，无核膜、核仁，缺乏完整的细胞器。此类微生物最多，包括细菌、支原体、衣原体、立克次氏体、螺旋体和放线菌等。2．原核细胞型微生物第一节病原生物学概述（一）微生物的概念与分类真核细胞型微生物的细胞核分化程度高，有核膜、核仁、染色体，胞质内细胞器完整，如真菌。3．真核细胞型微生物第一节病原生物学概述（二）微生物与人类的关系微生物种类繁多，在土壤、空气、水、人和动植物的体表及人和动植物与外界相通的腔道中广泛存在着各种微生物。大多数微生物对人和动植物的生存是有益和必需的。第一节病原生物学概述（二）微生物与人类的关系1．微生物在物质循环中的作用自然界中，许多物质的循环要靠微生物的作用来完成。例如土壤中的微生物能将死亡动植物的有机氮化合物转化为无机氮化合物，以供植物生长的需要，而植物又为人类和动物所食用。这个过程，在组成生态体系食物链的同时也净化了自然界，这是维持生态平衡及环境稳定不可缺少的重要环节。因此，没有微生物，植物就不能进行代谢，人和动物也将难以生存。第一节病原生物学概述（二）微生物与人类的关系2．微生物在工农业生产实践中的作用在工业方面，可利用微生物发酵工程进行食品加工、酿酒、制醋、工业制革、石油勘探、废物处理等。在医药工业方面，可利用微生物生产抗生素、维生素、辅酶等药物。在农业方面，利用微生物生产细菌肥料、转基因农作物、植物生长激素、生物杀虫剂等，开辟了以菌造肥、以菌防病、以菌治病等农业增产新途径。第一节病原生物学概述（二）微生物与人类的关系3．微生物在环境保护及生命科学中的作用在环境保护方面，微生物可中和废水中的碱，氧化还原和分解废水中的有机磷、氰化物、汞等，将其降解转化为无毒物质。在生命科学方面，微生物作为研究对象和模拟生物，有关基因、遗传密码、转录、翻译和基因调控等都是在微生物中发现和得到证实的。定向创建有益的工程菌，可制造出多种人类必需品。第一节病原生物学概述（二）微生物与人类的关系4．微生物对人体的作用正常情况下，寄生在人体体表及各腔道中的微生物是无害的，有些还能拮抗病原微生物的入侵、合成多种维生素供机体利用。但当某些条件发生改变时，这种关系也可发生变化，一些微生物可侵入体内环境引起疾病，具有这种特性的微生物称为条件致病微生物。第一节病原生物学概述（三）医学微生物学的发展史.1经验时期古代人类虽未观察到微生物，但早已将微生物知识用于生产实践和疾病防治中。公元两千多年前就有仪狄造酒的记载。北魏（386—534年）贾思勰《齐民要术》一书中，详细地记载了制醋方法。我国古代人民还发现了豆类的发酵过程，从而制成了酱。长期以来，民间常用的盐腌、糖渍、烟熏、风干等保存食物的方法，实际上都是防止食物因微生物生长而腐烂变质的好方法。第一节病原生物学概述.2实验微生物学时期第一个看到微生物的是荷兰人列文虎克，他于1676年用自磨镜片创制了一架能放大266倍的原始显微镜，观察到微生物的形态有球形、杆状、螺旋状等，为微生物的存在提供了有力证据。（三）医学微生物学的发展史第一节病原生物学概述.2实验微生物学时期19世纪60年代，在一些欧洲国家，占重要经济地位的酿酒工业和蚕丝业发生酒味变酸和蚕病危害等。法国科学家巴斯德发现并证实有机物质的发酵与腐败是由微生物引起的，并于1864年创立了巴氏消毒法。他的研究开创了微生物的生理学时期。自此，微生物学开始成为一门独立的学科。（三）医学微生物学的发展史第一节病原生物学概述.2实验微生物学时期微生物学的另一奠基人是德国学者郭霍。他创用了固体培养基，以便于对各种细菌分别进行具体研究。后又创用了染色技术，为发现各种传染病的病原体提供了有利条件。1892年，俄国学者伊凡诺夫斯基发现患烟草花叶病的烟叶汁通过滤菌器后仍保留其感染性，随后相继发现并分离出许多人类和动植物病毒。1929年，英国人弗莱明发现了青霉素，为感染性疾病的治疗带来一次大革命，是具有重大意义的科研成果。（三）医学微生物学的发展史第一节病原生物学概述.3现代微生物学时期近几十年来，随着生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学等学科的发展，以及电子显微镜、组织化学、细胞培养、免疫荧光、免疫酶、同位素标记、电子计算机、质谱仪等新技术的应用，微生物学得以迅速发展。类病毒、拟病毒、朊粒等逐渐被认识，许多新的病原微生物如军团菌、幽门螺杆菌、人类免疫缺陷病毒、肝炎病毒、汉坦病毒、西尼罗病毒和SARS病毒等也逐渐被发现。（三）医学微生物学的发展史第一节病原生物学概述.3现代微生物学时期目前，对病原微生物致病机制的认识已深入到分子水平和基因水平，人们应用分子生物学技术探讨微生物的基因结构和功能，对微生物的生物学特性及其活动规律有了更深入的认识。（三）医学微生物学的发展史第一节病原生物学概述.3现代微生物学时期虽然人类在医学微生物学的研究领域已取得巨大成绩，但离控制和消灭传染病的目标还有一定的差距。目前，由病原微生物引起的多种传染病仍严重威胁着人类的健康。广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力，使许多菌株发生变异，导致耐药性的产生，人类健康受到新的威胁。某些微生物的快速变异，对疫苗的设计和治疗造成了很大障碍。21世纪是生命科学飞速发展的时代，科学技术的进步为医学微生物学的发展提供了极为有利的条件，医学微生物学将在控制、消灭传染病，保障人类健康方面做出更大贡献。（三）医学微生物学的发展史第一节病原生物学概述二、人体寄生虫学（一）寄生虫及人体寄生虫学的概念与分类寄生虫（parasite）是指长期或短暂地依附于另一种生物的体内或体表，获得营养并给对方造成损害的低等无脊椎动物和单细胞原生物。人体寄生虫学（humanparasitology）是研究与人体健康有关的寄生虫，并阐明寄生虫与人体和外界环境关系的一门科学。人体寄生虫学由三部分组成。第一节病原生物学概述（一）寄生虫及人体寄生虫学的概念与分类医学蠕虫为多细胞无脊椎动物，软体，借肌肉伸缩蠕动，如蛔虫、钩虫、血吸虫和绦虫等。1．医学蠕虫第一节病原生物学概述（一）寄生虫及人体寄生虫学的概念与分类医学原虫为单细胞真核动物，具有独立和完整的生理功能，如溶组织阿米巴、疟原虫、刚地弓形虫和阴道毛滴虫等。2．医学原虫第一节病原生物学概述（一）寄生虫及人体寄生虫学的概念与分类医学节肢动物多为身体分节、具有外骨骼和附肢等形态特征的体表寄生虫，如蚊、蝇、虱、蚤、螨和蜱等。3．医学节肢动物第一节病原生物学概述（二）人体寄生虫学的发展人体寄生虫学是预防医学和临床医学的基础学科之一。人类对寄生虫的认识由来已久，显微镜的问世对寄生虫学的发展起到了极大的推动作用，寄生虫学作为一门独立的学科始于1860年。近30年来，由于各种新技术的开发应用，特别是电子显微镜和分子生物学的研究，使得对寄生虫的研究进入亚细胞、分子和基因水平。对寄生虫致病机制、诊断和防治方面的研究均取得了显著成绩。21世纪是免疫寄生虫与生化—分子寄生虫学升华阶段，随着其他学科的新技术、新理论在该阶段的渗透，相信会取得更大的研究成果。第二节医学免疫学概述第二节医学免疫学概述一、免疫的概念与功能（一）免疫的概念免疫（immunity）一词源于拉丁语，原意为免除瘟疫。早期认为免疫是指机体的抗感染防御能力，随着研究的深入和发展，人们发现机体的免疫系统除抵抗病原体感染外，还对许多非病原体，如异体组织细胞、自身衰老损伤细胞、肿瘤细胞等发生免疫反应。因此，现代免疫的概念是指机体免疫系统识别与排除抗原异物的一种功能。第二节医学免疫学概述（二）免疫的功能1．免疫防御（immunologicaldefence）：是指机体识别与清除病原微生物等抗原异物的能力。2．免疫稳定（immunologicalhomeostasis）：是指机体识别和清除损伤或衰老死亡的细胞，维持其生理平衡的功能，免疫稳定功能失调可导致自身免疫病。3．免疫监视（immunologicalsurveillance）：是指机体识别和清除体内出现的突变细胞，防止发生肿瘤的功能。免疫监视功能低下，易患恶性肿瘤。第二节医学免疫学概述二、免疫学的发展简史公元400年至18世纪末为经验免疫学时期。早在公元11世纪，我国就发明了人痘苗预防天花。在明代隆庆年间（1567—1572年），人痘苗已在我国广泛应用，至17世纪，先后传入俄国、朝鲜、日本、土耳其、英国等地。人痘苗是人类认识机体免疫性的开端，为以后英国医生E.Jenner发明牛痘苗奠定了基础。（一）经验免疫学时期第二节医学免疫学概述二、免疫学的发展简史18世纪至20世纪中叶为经典免疫学时期。这一时期，人们对免疫功能的认识由人体现象的观察进入了科学实验时期。在此期间取得的重要成果包括：18世纪末，英国医生E.Jenner发明了牛痘苗用来预防天花，为预防医学开辟了新途径；19世纪后期，法国微生物学家巴斯德成功研制了炭疽杆菌减毒疫苗，为实验免疫学打下了基础；（二）经典免疫学时期第二节医学免疫学概述二、免疫学的发展简史在此期间取得的重要成果包括：1890年，德国学者EmilvonBehring和日本学者北里研制了白喉抗毒素，并成功应用于白喉患者的治疗，开创了人工被动免疫疗法之先河。1883年，俄国生物学家Metchnikoff发现了白细胞的吞噬作用，并提出了细胞免疫学说；1897年，德国学者PaulEhrlich提出了体液学说，到20世纪初发现抗体可促进白细胞吞噬作用，遂将两种学说统一起来。（二）经典免疫学时期第二节医学免疫学概述二、免疫学的发展简史20世纪中叶至20世纪60年代期间，为近代免疫学时期。这一时期人们冲破了抗感染免疫模板学说的束缚，对生物体的免疫反应性有了比较全面的认识，使免疫学开始研究生物问题，出现了全新的免疫学理论。因此，这一时期实际上是免疫生物学时期。（三）近代免疫学时期第二节医学免疫学概述二、免疫学的发展简史1958年，澳大利亚学者F.Burnet结合当时分子遗传学研究的最新成果提出了克隆选择学说。该学说认为：体内存在识别各种抗原的免疫细胞克隆，通过细胞受体选择相应的克隆并使之活化产生免疫应答。本学说对免疫学中的根本问题——抗原自我识别有了比较满意的解释，对免疫学中的其他重要问题，如免疫记忆、免疫耐受、自身免疫等现象，也能做出合理的说明，故为多数学者所接受。在此期间，免疫学技术也得到快速发展，建立了间接凝集反应和免疫标记技术，进一步促进了免疫学基础理论的研究和应用。（三）近代免疫学时期第二节医学免疫学概述二、免疫学的发展简史现代免疫学时期是指20世纪60年代至今的时期。在这一时期，确认了淋巴细胞在免疫反应中的地位，阐明了免疫球蛋白的分子结构与功能，对免疫系统特别是细胞因子、黏附分子等进行了大量研究，并从分子水平对免疫球蛋白的多样性、类别转化等进行了有益的探讨，在许多方面取得了突破性成就。（四）现代免疫学时期第二节医学免疫学概述三、免疫学在医学中的作用.1疾病的预防免疫学对疾病的预防起着至关重要的作用。例如使用人痘苗、牛痘苗接种预防天花，经过人类不懈的努力，终于在1979年10月26日，世界卫生组织宣布全世界已经消灭了天花。许多传染病（麻疹、白喉、百日咳、破伤风、脊髓灰质炎和结核等）相应计划免疫的实施，使发病率大大降低。随着免疫学的发展、新疫苗的不断问世，免疫预防范围进一步扩大，世界卫生组织提出的人人享有卫生保健的奋斗目标正逐渐付诸实践。第二节医学免疫学概述.2疾病诊断及揭示疾病发病机制通过免疫学的研究，揭示了临床许多原因不明的疾病，如免疫缺陷病、1型糖尿病、肝炎、系统性红斑狼疮、重症肌无力和某些贫血等的发病机制；阐明了移植排斥反应的机制，同时应用免疫学方法寻找合适的供者，防止和控制移植排斥的发生及诱导移植耐